Titulná časť stránky:

Logo portálu

Hlavná navigácia stránky:

Ponuka portálu
Domov
Informácie
Ľudia
Kontakty
Pomocník

Obsahová časť stránky:

Princíp pôsobenia telových sviečok

Dátum:19.3.2012 17:04:48

V roku 1860, Michael Faraday vydal svoj známy cyklus prednášok o histórii sviečok. Demonštroval v nej desiatky vedeckých princípov vďaka svojmu starostlivému pozorovaniu ich horenia. V neskorších 90. rokoch vyniesla NASA výskum sviečok do nových výšok, vykonávaním experimentov raketoplánmi v snahe dozvedieť sa, ako sa správa plameň sviečky v nulovej gravitácii. My sa pri našom rozbore procesu horenia budeme zapodievať telovými sviečkami, avšak proces horenia a energie, ktoré sa pri tom uvoľňujú sú spravidla obdobné pri horení sviečok všeobecne.

Obrázok 1
Na obrázku: Ukážka telových sviečok.

Telová sviečka je vlastne prírodné ľanové plátno namáčané vo vosku a zmotané do špecifického lievikovitého tvaru. Všetky vosky sú v podstate uhľovodíky, čo znamená, že sa z veľkej časti skladajú z atómov uhlíka a vodíka. Prírodné ľanové plátno je zasa vo svojej podstate tým najideálnejším horľavým materiálom vhodným ako knôt sviečky. Pri horení sa z neho totíž neuvoľňujú žiadne toxické jedovaté látky a preto je zdravotne nezávadný.

Čo sa deje pri horení sviečky?

Keď zapálite sviečku, teplo plameňa taví vosk blízko knôtu. Tento tekutý vosk sa potom vstrebáva do knôtu. Teplo plameňa odparuje tekutý vosk (premieňa ho na horúci plyn) (uhľovodík) a ten sa začne rozkladať na vodík a uhlík. Tieto výpary sú vtiahnuté do plameňa, kde reagujú s kyslíkom vo vzduchu a vytvárajú teplo, svetlo a vodnú paru (H2O) a oxid uhličitý (CO2). Priblížne jedna štvrtina energie vzniknutej spaľovaním je vydaná ako teplo vyžarované z plameňa do všetkých smerov. Dostatok tepla je vyžarovaný späť aby roztopil viac vosku a spaľovací proces tak pokračoval až do vyčerpania paliva (vosku) a straty tepelnej energie. Týmto spôsobom sa plameň “prehryzie” skrz sviečku až nadol.
Spočiatku to trvá niekoľko minút kým sa po zapálení sviečky stabilizuje spaľovací proces. Plameň zatiaľ môže trochu blikať, alebo dymiť, ale akonáhle sa proces stabilizuje, tak bude plameň horieť čisto a pokojne v tvare slzy, ktorý uvoľňuje oxid uhličitý a vodnú paru. Pokojne horiaci plameň sviečky je veľmi efektívnym spaľovacím mechanizmom. Pokiaľ má ale plameň príliš veľa vzduchu, alebo paliva, môže blikať alebo praskať a nespálené častice uhlíka (sadze) uniknú z plameňa ešte predtým ako môžu byť úplne spálené. Pramienok dymu ktorý niekedy vidíte keď plameň sviečky bliká sú v skutočnosti nespálené častice sadzí, ktoré unikli z plameňa v dôsledku neúplného spaľovania.
Obrázok 4
Na obrázku: Štruktúra plameňa horiacej sviečky.

Ak sa pozorne pozriete na plameň sviečky, uvidíte modrú plochu v spodnej časti plameňa, nad ktorou je malá tmavo oranžovo-hnedá časť a nad tou je zasa veľká žltá plocha, ktorú spájame s plameňom sviečok. Toto samo o sebe nasvedčuje, že proces horenia vyvoláva aj bohaté spektrá sveteľnej energie, ktoré sú s ním neodmysliteľne späté.

Bohatá kyslíková modrá plocha je tam, kde sa uhľovodíkové molekuly odparujú a začnú rozpadávať na vodík a atómy uhlíka. Vodík sa prvý oddelí a reaguje s kyslíkom, pričom sa formuje vodná para. Niektoré atómy uhlíka sa formujú pri horení na oxid uhličitý.

Tmavé alebo oranžovo-hnedé oblasti majú relatívne málo kyslíka. Ide o miesto, kde sa rôzne formy uhlíka ďalej rozoberajú a začnú sa formovať malé, kalené uhlíkové častice. Pri stúpaní spolu s vodnou parou a oxidom uhličitým vytvorenými v modrej zóne, sa zahrievajú na približne 1000°C.

V dolnej časti žltej zóny, sa zvyšuje tvorenie častíc uhlíka (sadzí). Pri stúpaní sa aj naďalej zohrievajú, kým sa samovoľne vznietia k žeravosti a vydávajú celé spektrum viditeľného svetla. Vzhľadom k tomu je žltá časť spektra najviac dominantná. Keď sa uhlík zapáli, ľudské oko ho vníma ako žltkastý plameň. Keď pevné častice oxidujú neďaleko vrcholu plameňa žltej oblasti, teplota je približne 1200°C.

Štvrtá zóna sviečky (niekedy nazývaná závoj) je slabý vonkajší modrý okraj, ktorý siaha od modrej zóny na úpätí plameňa a hore po stranách kužeľa plameňa. Je modrá, pretože sa priamo stretáva s kyslíkom zo vzduchu, a je to najteplejšia časť plameňa, ktorá typicky dosahuje 1400°C.
Pri týchto teplotách je už iste každému jasné, že sviečka nie je žiadna hračka a vieme si predstaviť ako dokáže roztaviť, alebo zapáliť predmety ktoré sú nešťastne položené blízko nej. Je preto nevyhnutné pri práci s telovými sviečkami dodržiavať všetky bezpečnostné predpisy a chrániť pacienta pred popálením.

Zobraziť komentáre k článku (0)

Späť do zoznamu

Záverečná časť stránky: